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今日春分|百年前,谁来预报天气?

今日春分|百年前,谁来预报天气? 中国国家地理无尽之藏
2022-03-20
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导读:上周冷空气来袭,全国普遍经历了断崖式降温,北方更是多地飘雪,正如谚语所说:“春分前后怕春霜,一见春霜麦苗伤。



上周冷空气来袭,全国普遍经历了断崖式降温,北方更是多地飘雪,正如谚语所说:“春分前后怕春霜,一见春霜麦苗伤。”进入农历二月以来,春暖花开,突如其来的春分雪造成倒春寒现象,影响作物生长。

今天,我们留意天气预报便能预知冷暖,古人则是依靠观察天文和自然变化来预判未来天气。到了近代,西方气象科学在中国落地生根,那时有哪些气象服务中国又是何时开始自主发布天气预报的呢?


这是1915年8月11日《申报》上刊登的徐家汇观象台发布的气候报告时间点精确到时、分,细致不输当下。


01
徐家汇的新“气象”

“气象”一词在中国历史悠久,意义丰富。早在唐宋诗文中就已多次被运用,可指景色、景象,气度、迹象,也可指事情的情状、势态等等。但在气象学专家洪世年的《中国气象史》一书中却赫然有云“中国古代无‘气象’一词”。换个角度想想便明了:此“气象”非彼“气象”。

原来中国古代只是用“气”来表示阴气、阳气,或者气候;候,等待一段时间之意,用以示意预测风、雨,叫“候风”、“候雨”或叫“占候”。由一个“占”字可知,中国古代对天气的预测,在经验形成前,主要靠占卜。

甲骨文的卜辞中便有“雪、雹、虹、霓”等字样,还有“雾、霾”。后来人们学会了观察云的形状、色彩以及日月光华之变化,包括动物行为的特殊反应来预测晴雨。比如唐代出了本《相雨书》,总结说“午刻有云蔽日者,夜中大雨;日出红云,申刻有雨”等等。直到西人用仪器观测记录气温、湿度、气压等数据以后,Meteorology——“气”之“象”的“气象”学才开始萌芽。

中国现存最早的“气象”观测记录是乾隆八年(1743年)留下的,做记录的人是当时在宫中服务的法国天主教耶稣会士宋君荣(Antoine Gaubil)。此后,也有耶稣会士以及俄国人在北京做过阶段性的气象观测。但这些似乎只是一时的实验,直到法国天主教耶稣会士在上海徐家汇建立了观象台,中国近代气象台的历史才正式开启。 
鸦片战争后,在英国人要求自由贸易的时候,法国人则更关心天主教的传教事业,要求清政府给予宗教自由,于是,更多的西方传教士们搭着帝国的坚船利炮来到中国。
1848年,天主教耶稣会神学院在上海徐家汇建立。1872年,耶稣会江南区主教郎怀仁决定在江南教区成立一个科学委员会,其中包括气象台、博物馆、历史地理研究室和一个护教或科学出版中心。1873年,就在徐家汇传教士的住所附近,气象台建成了;8月,观测工作开始在台里运行。
“12月1日刮东北风,最高气温16.9摄氏度,最低气温4.8摄氏度,气压767.06mm。”这看似简单的天气预报,却是19世纪中国上海近代气象史开启的一份实证——它是1872年在徐家汇天主堂教士们住所东侧的露台上被观测记录下来的,几个月后,真正意义的徐家汇观象台的气象观测与之衔接起来,此后便是绵延140年的气象观测史。
初建的徐家汇观象台很简陋,只是在徐家汇肇嘉浜畔的小村子里,搭建了几间平房。当时仪器也很不完备,只有几支寒暑表,一两支气压表。不过第二年,罗马寄来了一架由塞奇神父制成的气象记录机。这种自记气象机是天主教塞奇神父所创,曾获1867年世界博览会金奖,可以自记风力、风向和气压等数值。
曾担任徐家汇观象台台长的田国柱(Henricus Gauthier)神父记录下观象台在1901年扩建以后的主要建筑和相应观测设备,比如:园内有寒暑表亭,有推知云之速率及方向的测云架;设经度仪室,窥星室内置时钟,报格林威治东经一百二十度平均时刻(我们今天挂在嘴边的“北京时间”正是东经120度地方时间);高塔上有测晴机和自记验风机;还专门设有测验地震器室等等。
如果你觉得像“空气燥湿度、云之浓度及其飘行之方向”,还有“水蒸为汽之重量、草地上自由空气之极大极小度、井底四公尺九公寸深水之温度”等等这些气象观测和研究的项目着实枯燥,那么,徐家汇观象台的工作很快进入了一个新的阶段,“以人为本”,科学服务于社会

1872年徐家汇观象台的创立,从几间矮小的平房开始,逐渐发展成为“远东第一气象台”。这栋大楼沿用至今。
1879年7月31日至8月1日,一次猛烈的台风侵袭上海,时任徐家汇观象台台长的是能恩斯(Marcus Dechvrens)神父,他详细研究了台风的路径后,用铅笔精细描出与当代卫星云图无甚差别的台风螺旋形图像,并绘出了台风结构、流场特点及其过境前后气压分布的漏斗状图形以及风向、风速时间剖面图并向商船发出了预警报告——在中国区域内,这是航海船只第一次收到气象观测下的台风预警。
如果说自建台起,徐家汇观象台一直在做气象、地磁等科学数据记录和研究,那么由此契机,徐家汇观象台的工作进入了一个新的阶段:正式开始航海气象服务。此后,气象服务的范围逐步扩大。1882年1月1日起,徐台开始向上海各报递交中国沿海天气预报。

这是1884年树立的徐家汇气象信号木塔,塔上悬挂信号旗帜指示天气风情。
在能恩斯的建议下,上海法租界的外滩建起了信号台。1884年开始,徐家汇观象台每天根据观测及收集到的各地气象信息绘制两张天气图表,分别于清晨和下午张贴在信号台上,并用旗语的形式在信号台发布天气状况。比如,“上午九时三十分报大戢山九时之风力及方向。报告方向,用东南西北旗。报告风力,用万国公律编号旗章。报告有雾,另加蓝色小旗……”
大戢山位于长江口外东南海域,1869年在岛上设立灯塔,是我国最早建造的沿海灯塔之一,是东海之滨的灯塔导航重地。及时在这里发布气象报告,对于从这里进出长江的海船们是何等意义勿需多言。


02

徐家汇来了“台风神父”

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一天晚上,上海虹口码头给徐家汇天文台打来电话,“我们有40000包大米在码头上明天早晨装船,现在船正途经吴淞。天气看来不妙。我们是否能安全运抵,还是应该返回货栈?”
天气预报员轻叹道:“放心吧,今夜无雨,再见。”
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这是徐家汇观象台的龙相齐神父(Ernesto Gherzi)在媒体撰文讲述“天气热线”的情况。自1920年执掌台长一职,龙相齐一直亲自接听这部热线电话,文中提到的那位“天气预报员”正是他本人。这使得他成为深受港口居民和航海者信任的“老爷子”(Old man)。
如果说“老爷子”龙先生在上海留下了亲切的热线声音和可信任的气象服务,那么,与他同时期的另一位神父,则为徐家汇观象台创造了更广泛的声誉,他就是徐家汇观象台总台长劳积勋(Louis Froc)。

图为徐家汇观象台的龙相齐神父,他自1920年任台长,亲自接听“天气热线”。右边这张图画,是能恩斯神父于1879年用铅笔描绘的台风螺旋图像,可与当代卫星云图媲美。
稍稍作一点科普。你一定听过这句话:“北京的一只蝴蝶扇动翅膀,纽约就会刮起龙卷风。”这是二十世纪60年代一位气象学家所模拟的“蝴蝶效应”衍生的一个版本。不管这只蝴蝶的效应究竟引发多少学科的震动,它至少指向了一个科学现象,那就是全球气象是一个统一的复杂的系统。十九世纪50年代,巴黎天文台台长勒威耶在收集了当时各国的气象情报后,绘制了一张天气图,发现风暴是有规律可循的,于是在1855年提出建立世界气象观测网的设想。1856年法国国内建立了正规的气象站网,并在世界上第一个开展了天气预报业务。
按气象学家竺可桢先生的研究,有一套共同的观测与研究标准,使分布于全球各地的气象台得以形成一个完整的气象网,来完成对一个整体的天气系统的研究,这是现代气象学应具备的要素。所以,如果徐家汇观象台的气象研究和气象服务仅仅局限于上海一地,那它就不能说是成功的;它的价值和意义更在于它是全球气象系统位于远东的一个观测点。事实上,在建成之初,徐家汇观象台的气象观测数据和研究内容就开始定期发往法国。

这是1906年的外滩信号塔信号符号,这套符号经完善后还被推广到除朝鲜外的全东亚各海关使用。

现在,在中国各通商口岸之间的气象信息网也正在形成。1897年8月5日,劳积勋神父致信中国海关总税务司英国人赫德(Rober Hart),建议建立统一的气象信号系统。1898年1月1日起,劳神父所建议的统一的气象代码,就开始在各港口城市采用。
科学史研究者吴燕博士认为,劳积勋通过海关在中国大部分港口城市推行统一的气象信号系统,是他在华期间除科学研究以外的最大成就:不仅使这些城市得以分享徐台的气象观测信息,更实现了这些城市气象信号的规范化。这是气象信息网形成的基本条件之一。

03
实惠的赐予
1879年4月11日,经过漫长海上航行回国不久的郭嵩焘参观了徐家汇观象台。他在日记中记述了自己的见闻:“天主堂前有天文台,司其事者曰能(指能恩斯),亦袭中国衣冠。观星仪器仅三寸径千里镜,而最详于验风,一占方向,一占风力迟速……尤其奇者,指南针动力及占潮湿及占电气轻重……含吸铁石灯前,为千里眼筒以引灯……”长篇详述,兴味盎然。
作为中国第一位驻外公使,郭嵩焘曾于1877至1878年出使英法两国,西学对他来说应当不算陌生,但看他如此仔细观察并详细记录下在徐家汇观象台的所见所闻,这也从一个侧面反映了徐家汇观象台在建立之初给当时中国人所带来的新奇感。
郭公使尚且如此,普通市民又作如何反应?
徐台马德赉神父为耶稣会震旦学院所撰写了课本《气学通诠》,书的序中有这样的描写:“历来华人频来下询,皆彬彬君子,惜未辨其名实,往往所问非所事,怏怏而去,可称憾事。”大略说明了当时中国人对于气象观测一事的茫然无知,所以这本大学教科书同时也是一本关于气象学的科普小册子,在1914年出版后很快售罄,随着气象学的发展,1929年又补充内容出了第二版。
当时上海有一家英文报纸《北华捷报》曾发文表达了这样的意思:“天气公告”是文明社会人所共知的一种需要,徐家汇观象台的气象服务可以视为是现代文明的生活方式被介绍到中国来;对于中国这样的农业国家,开办气象服务对个人、对国家,都是一种“实惠的赐予”。
唐德刚先生曾在《晚清七十年》一书中写道:早期来华的耶稣会士“当年所搞的是一种真正的东西文化交流,他们要修正自己的教义,来配合中国的儒家道统,截长补短、采精取华的融合共存”,是“两个对等文化的交流与融合”,而“19世纪的传教士……一开始,就有不可一世的种族和文化优越感。”这种“优越感”除了宗教上的,恐怕还有科学上的——拿什么来“赐予”你生活上的实惠呢?科学技术。

在徐家汇观象台等洋气象台的影响下,中国也开始了自己的气象事业。图为南京北极阁气象台工作人员施放高空探测风筝和高空测风气球(下)。



04

中国人可以自己发布天气预报了

1912年,日本中央气象台召集远东气象台台长会议,中国境内的徐家汇观象台、英国人主持的香港皇家天文台、德国人主持的青岛观象台都在被邀请之列。而已于当年成立的中华民国政府主办的中央观象台却没得到通知。还是劳积勋神父告知了中央观象台台长高鲁,高台长才赶往东京打算出席会议,没想到竟未能通过,后来又经过劳神父的建议,终获列席。
这事让高鲁台长深以为耻,“吾国气象事业,向无顾问者……以至外人越俎代庖。”回国后,高鲁积极奔走,终于在1913年成立了中央观象台气象科。
被请来筹备气象科并出任科长的是刚从比利时留学归来的蒋丙然。蒋先生在自传中记述了草创之初的艰苦:“利用简单仪器,每日观测气压、温度、湿度各三次,所用仪器为空盒气压表及干湿球温度表,观测工作由余一人担任。”好在经过数年的努力,气象观测研究逐步完善,1916年,中央观象台气象科开始正式向社会发布北京地区的天气预报,同时向北京各报馆公布天气信息。
虽然只是北京地区的天气预报,这可是中国人用天气图方法做天气预报的开始,在中国领土上,中国人可以自己发布天气预报了。

与中央观象台同一时期,一家由中国人私人出资兴办的气象台也在筹建中,即由近代实业家张謇在南通所创建的军山气象台。

1913年,张謇从他创立的通州师范学校中选派毕业生赴徐家汇观象台学习三年,并由徐台代购气象仪器,1916年10月,军山气象台落成,1917年元旦正式开始工作:每天平均三小时观测一次,逐日将天气预报刊登在《南通日报》上。
事实上,这家私人气象台是与国际接轨的。每天11时和17时,它将观测记录用无线电拍发到上海卢家湾电讯局,再转报徐家汇观象台,并且每天接收东亚区域的莫尔斯码气象广播和徐台的气象报告。军山气象台还以英汉文对照的形式刊印出版气象月报、季报和年报,与四十多个国家的气象台刊物作交换。因此军山气象台享有国际声誉,被列入英国出版的《国际气象台名册》。

南京北极阁气象台。


北洋政府的中央观象台终因战乱和财政枯竭而停办。1928年,南京国民政府下辖的气象研究所在南京北极阁建成。竺可桢通过他在马尼拉气象台的哈佛同学关系,派人前往马尼拉台学习天气图绘制和天气预报等技术。学员回国后,气象研究所开始收集国内外气象电报,1930年元旦起,气象研究所正式绘制东亚天气图、发布天气预报和台风警报,这才算中国人独立自主地在中国领土和领海发布气象预报的开始。

吴燕博士曾对高鲁、蒋丙然、竺可桢等这一时期的知识分子心态作过分析:他们一边深感西学强国之作用,一边又要面对“祈雨禁屠”大行其道的社会现实,在二者强大的落差中,他们既为徐家汇观象台的神父对中国科学事业的襄助心存感激,同时也为外国人插手本应由中国人自已来打理的事务而扼腕不已。
2012年,中国气象局、上海市政府与法国气象局共同主办纪念徐家汇观象台成立140周年国际研讨会,世界各地气象专家再次把目光聚集到这座20世纪初的“远东气象第一台”。当然,无论如何,徐家汇观象台闪耀的“科学光辉”都值得纪念,值得后人深长思。


文章节选自

《中华遗产》2014年4月刊

《百年前,谁来预报天气》

编辑:方丽娟

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